切眼是采面设备安装并开始回采的场所[1]。切眼施工包括一次成巷、多次成巷，其方式的选择与采煤工艺、围岩状态、安装周期等因素有关[2-4]。随着开采深度延伸，特别是受构造应力影响的大跨度切眼，其顶板离层、破坏严重。平煤股份十一矿己16-17-24030切眼断面尺寸：宽×高=10m×4.3m，采用传统一次成巷施工技术存在围岩应力集中、施工工序复杂等缺陷。为了确保切眼的稳定性，必须采用有效减跨支护技术[5]，本文在分析切眼失稳机理的基础上，提出了大采高超大断面切眼卸压减跨控顶与应力损失补充支护理论，合理选择施工工艺，确保施工安全，对实现安全高效生产具有非常重要的实际意义。

1 工程概况

平煤股份十一矿己16-17-24030切眼位于二水平己四采区，标高-682～-726m，切眼设计长度200m。己16-17煤层厚度为4.2～6.2m，平均5.2m，煤层倾角为9°～16°，平均12°左右。为实现己16-17煤层一次性采全高的设计要求，切眼安装选用ZY1300-30-65D掩护式液压支架，因此，己16-17-24030切眼施工宽10m，高4.3m，断面尺寸达到43m2。

己16-17-24030切眼直接顶为3.7m左右泥岩或砂质泥岩，存在1层0.3m煤线；基本顶为5.2m左右的细粒砂岩，存在一层砂质泥岩夹层。煤层直接底为6.31m泥岩或砂质泥岩，遇水膨胀；基本底为6.0m左右的L1灰岩和砂质泥岩。

2 超大切眼围岩控制关键及支护技术方案

2.1 超大断面切眼围岩控制关键

深部超大断面切眼受应力损失影响，采用一次成巷施工方法，切眼围岩变形破坏严重，支护困难，尤其体现在顶板发生拉伸、剪切变形严重。因而，超大断面切眼施工必须采用二次成巷，才能达到卸压减跨控顶目的。

卸压减跨控顶的本质，在切眼掘进过程中，首先初次小断面贯通切眼，然后扩帮掘进至设计宽度，初次小断面施工支护难度相对较小，能够有效释放切眼一定的围岩应力，通过采取锚网(索)支护及单体柱托梁、木垛补偿支护，使得切眼围岩处于稳定状态。二次扩帮至设计宽度，其支护难度将大大降低。同时，结合切眼围岩应力损失特征，采用锚杆、长短结合锚索配U型支托梁联合支护方案，确保深部超大断面切眼顶板长期稳定。

3)初次小断面补充支护。人工搬运作业：①安全检查(敲帮问顶、找掉活矸危岩)→②拉线施工第1、2道倾向单体支柱托棚(一梁三柱)→③切眼煤壁侧施工3m×3m井字形木垛，木垛间距10m。

在幼龄果树的行间空地种植粮食作物或经济作物，可以增加果园收入，达到“以短养长”的目的。果园间作还能对土壤起到覆盖的作用，防止水土流失，增加土壤有机质，提高土壤肥力。贵州常见的间作物有玉米、红薯，这是不合理的。此外，白菜、萝卜、麦类等也不适宜间作，因为这些间作物吸肥能力强，会使果园地力严重下降。豆类作物植株矮小，根系具有固氮作用，与果树不争肥，既增加经济效益又增加土壤肥力。

1)己16-17煤层厚度为4.2～6.2m，平均5.2m，而己16-17-24030切眼设计高度4.3m。为确保顶板整体性与稳定性，切眼沿着己16-17煤层顶板施工，底板为余下己16-17煤或煤层底板。鉴于直接顶泥岩、砂质泥岩及煤线遇水膨胀特性，尽可能减少切眼悬顶面积，及时对切眼自由面进行支护。进而避免围岩向深部破坏，导致巷道支护失效。

2)在井巷施工过程中，大跨度巷道常选用分次成巷方式掘进，即先掘进贯通部分断面再扩刷至设计尺寸。分次成巷先贯通巷道部分断面，不仅释放了围岩压力，而且断面小支护难度低，避免一次成巷时因巷道跨度较大，支护困难而出现顶板整体下沉。己16-17-24030切眼宽度10m，高度4.3m，综掘机作业很难实现一次达到设计高度及宽度。为保证施工安全及支护可靠，超大断面切眼采用“二次成巷、二次拉底、二次补充支护”的施工方法。

3)根据巷道开挖围岩应力分布特征，从切眼自由面至基本顶其应力损失依次减少，结合应力损失补偿支护作用机理，在支护选择上，采用锚杆、长短结合锚索配U型支托梁联合支护方案，重构围岩平衡状态。

2.2 超大断面切眼支护技术方案

航行中的船舶应充分考虑风的影响，同时注意雷雨大风来临风时能见度下降甚至恶劣，对船舶航行安全造成的影响。注意本船偏航或它船偏航对安全够成直接的威胁。加强VHF值班，守听VTS通告及它船动态，可安排专人负责。

1)U型支锚索托梁：Φ21.8mm×4500mm和Φ21.8mm×7500mm两种，每排布置7根，长短锚索逐排交替布置，间排距：1500mm×750mm。

  

图1 超大断面切眼支护示意图(mm)

(2)由于机组的排汽压力和排汽温度会上升，排汽缸及轴承座等部件受热膨胀引起动静中心改变，使汽轮机产生振动，同时产生较大的激振力，易使末级叶片损坏，威胁汽轮机的安全稳定运行。

通过对己16-17-24030切眼卸压减跨控顶与应力损失补偿支护理论分析，对比己16-17-24011切眼成功的锚网(索)支护经验，决定己16-17-24030切眼采用“锚网(索)+托梁”联合支护方案，超大断面切眼支护参数如图1所示。

工程措施包括：排水沟516.5m，土地整治5.70hm2，铅丝石笼防护1 125.05 m，浆砌石护坡585 m3，浆砌石挡墙 1 200 m3，覆土面积 5 908.31 m3，土石方开挖3 127.45 m3，回填 1 238.4 m3。

2)顶锚杆：Φ22mm×2600mm高强让压锚杆配W钢带，每排布置13根，间排距：750mm×750mm。

3)西帮(采空区)：Φ22mm×2600mm高强锚杆，每排布置6根，间排距：750mm×750mm；Φ21.8mm×4000mm帮锚索+U型支托梁，距顶板1700mm，排距1500mm。

夏天木讷地点了点头，得到允许的叶晓晓立马行动起来，她迅速到厨房搜罗，找到了一个番茄，两只鸡蛋，她撕了两包方便面，将面在滚水中捞了捞，做了一道番茄鸡蛋炒面。

4)东帮(采面)：Φ22mm×2600mm高强锚杆，每排布置6根，间排距：750mm×750mm。

在项目实施的一年时间里，共计服务74690人次，其中跟踪指导1529人，咨询个案2378例，治疗个案211例，困境家庭救助197户，家庭宣传活动114次，劝和夫妻771对（见图7），新婚咨询辅导763对，小组活动225节，社区活动60次，沙龙活动30次，讲座18次，督导191次，培训84次，志愿服务11896人次，发放宣传手册24086本，机构微信287篇，本地报纸报道139次，网站报道129次，各区县圆满完成各项指标任务。

5)倾向托棚共布置4道，棚顶梁为12#工字钢，长度为3m；每棚托梁打3根单体液压支柱，单体柱型号为DWX45。

3 超大断面切眼施工工艺

己16-17-24030切眼断面尺寸：宽×高=10m×4.3m，为加强顶板管理及施工安全，切眼施工工序为“二次成巷、二次拉底、二次补充支护”六个部分组成。超大断面切眼施工工序如图2所示。

4)二次扩帮施工。掘进机作业：①安全检查(顶板、一通三防设施、机电设备)→②综掘机切割(扩帮至设计宽度10m)→③敲帮问顶，除掉活矸并找平顶板→④使用单体支柱配大板进行临时支护→⑤锚网(索)+U型支托梁支护→⑥扩帮完成后，掀、拆出货设备，后退综掘机至切眼下口。

  

图2 超大断面切眼施工工序图

1)初次小断面施工。综掘机作业：①安全检查(顶板、一通三防设施、机电设备)→②综掘机切割(初次切割宽度为5m，高度为3m)→③敲帮问顶，除掉活矸并找平顶板→④使用单体支柱配大板进行临时支护→⑤锚网(索)+U型支托梁支护→⑥掘进贯通后，掀、拆出货设备，后退综掘机至切眼下口。

2)初次小断面拉底。综掘机作业：①安全检查(顶板、一通三防设施、机电设备)→②综掘机自下向上掘进机拉底至设计高度4.3m→③挂网并补打两帮底角锚杆→④再次掀、拆出货设备以及后退综掘机。

己16-17-24030切眼断面尺寸：宽×高=10m×4.3m，埋深超过800m，其围岩控制关键如下：

根据所选地震的计算结果，新ML震级比旧ML震级平均偏大0.08，相对于新ML震级计算的中误差0.3323，不足其四分之一。同时，这个结果也小于震级0.1的精度要求。此外，这个结果与与四川地震局计算的结果0.11[3]非常接近，考虑到四川和西藏适用量规函数的细微差别，这个情况也是符合实际的。

5)二次扩帮拉底。综掘机作业：①安全检查(顶板、一通三防设施、机电设备)→②综掘机自下向上掘进机拉底至设计高度4.3m→③挂网并补打两帮底角锚杆→④再次掀、拆出货设备以及后退综掘机。

6)二次扩帮辅助支护。人工搬运作业：①安全检查(敲帮问顶、找掉活矸危岩)→②拉线施工第3、4道倾向单体支柱托棚(一梁三柱)→③将切眼煤壁侧3m×3m井字形木垛平移至扩帮侧，木垛间距10m。

4 超大断面切眼施工效果检验

4.1 超大断面切眼施工现场监测

己16-17-24030切眼矿压监测包括切眼表面位移及其顶板上覆岩层位移。表面位移反映切眼表面位移的大小及切眼断面收缩程度，判断切眼施工产生的围岩应力损失而导致的收缩变形是否超过设计安全最大允许值，是否影响切眼设备安装的正常使用。切眼顶板上覆岩层多点位移判断顶板上覆岩层位移及离层情况。

4.1.1 切眼表面位移

为实现浮选尾矿熔炼合金中贱金属与贵金属的分离，需考察不同组分间饱和蒸汽压的差别。由图6可知，相同温度下，Au、Cu的饱和蒸汽压低于Ag，故仅需分析Ag的饱和蒸汽压和其他组元的饱和蒸汽压之间的差别。由文献[2]可查出：当温度在773～1 473 K时，Te、Sb、Bi、Pb与Ag的饱和蒸汽压值相差104～1013倍，温度低时相差倍数大。控制适当的蒸馏温度可使Te、Sb、Bi、Pb在蒸馏过程中优先于Ag挥发进入气相，Au、Cu的饱和蒸汽压值则比Ag的要小，其挥发性低于Ag，将与Ag一起残留在液相之中。

十字位移法测得的切眼表面位移变化曲线如图3所示，结果表明巷道变形分4个阶段：初次小断面掘进影响阶段、初次小断面稳定阶段、二次扩帮掘进影响阶段、二次扩帮稳定阶段。从图3中可看出，初次小断面掘进阶段，切眼表面变形不大，两帮移近量96mm，顶板下沉量只有45mm，且切眼变形很快趋于稳定；二次扩帮阶段，切眼表面位移量远远大于初次小断面掘进阶段，两帮移近量为322mm，顶板下沉量为174mm。因而，采用“二次成巷、二次拉底、二次辅助支护”的施工工艺能够有效控制围岩表面变形。

  

图3 切眼表面位移变化曲线

4.1.2 切眼顶板多点位移

切眼上覆岩层离层量曲线如图4所示。初次小断面掘进阶段顶板上方4～6m离层值较小，仅为8mm，2～4m范围为18mm，0～2m范围达到20mm，说明该阶段顶板离层量较小，并在短时间内趋于稳定；二次扩帮掘进阶段顶板上方4～6m离层值为28mm，2～4m范围为42mm，0～6m范围达到116mm，由此可见顶板离层只要出现在直接顶区域(0～4m范围内)，并在切眼施工45d时顶板上覆岩层位移量趋于稳定。因而，在己16-17-24030切眼二次扩帮掘进过程中，加快扩帮掘进速度，及时对切眼顶板进行补偿支护能够有效抑制顶板上覆岩层离层向深部延伸。同时，缩短切眼施工时间，对于超大断面切眼顶板快速趋于稳定也有明显推动作用。

  

图4 顶板上覆岩层离层量曲线

4.2 超大断面切眼技术效果检验

大采高超大断面切眼施工效果主要表现为切眼围岩稳定情况、顶底板移近量、两帮收缩量及支护物稳定性(锚网索、托梁受力情况及单体柱托梁、木垛等)。平煤股份十一矿己16-17-24030切眼现场施工结果表明，该围岩控制技术能够对平煤股份十一矿己16-17-24030工作面10m超大断面切眼围岩变形起到良好的控制效果。

5 结 论

1)在分析大跨度巷道失稳机理的基础上，提出了深部超大断面切眼卸压减跨控顶与应力损失补偿支护技术，进而在超大断面切眼施工过程中，采用“二次成巷、二次拉底、二次辅助支护”的施工工艺，确定“锚网(索)+托梁”联合支护形式，并加以施工单体液压支护托棚、木垛辅助支护技术方案。

2)根据己16-17-24030切眼设计断面尺寸：宽×高=10m×4.3m的具体要求，切眼初次小断面，施工宽5m，高3m，然后拉底至设计高度4.3m，再补打单体柱托棚及木垛。二次扩切眼至设计宽度10m，然后拉底达到设计高度，再补打单体柱托棚，并将小断面施工木垛平移至扩帮煤壁侧。

3)平煤股份十一矿己16-17-24030切眼现场施工结果表明，该围岩控制技术能够对平煤股份十一矿己16-17-24030工作面10m超大断面切眼围岩变形起到良好的控制效果。

参考文献：

[1] 廖保明.大跨度矩形巷道锚杆(索)支护参数优化设计研究[D].太原：太原理工大学，2011.

[2] 阚甲广，张 农，李桂臣，等.深井大跨度切眼施工方式研究[J].采矿与安全工程学报，2009，26(2)：163-167.

[3] 张 东，苏 刚，程晋孝.深井大采高工作面切眼联合支护技术[J].煤炭学报，2010，35(11)：1883-1887.

[4] 赵兴东，岳西峰，唐春安，等.切眼围岩破坏规律研究[J].辽宁工程技术大学学报，2005，24(3)：357-359.

[5] 万世文.深部大跨度巷道失稳机理与围岩控制技术研究[D].徐州：中国矿业大学，2011.